蒸发及设备.ppt

蒸发及设备 1 概述 2 单效蒸发 3 多效蒸发 4 蒸发设备 1 概述 （1）蒸发操作的概念和目的 概念：使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发。(比如水沸腾就是蒸发) 目的：① 获得浓缩的溶液直接作为化工产品 或半成品。 ② 脱除溶剂(比如水溶液，溶剂为水），将溶液增溶至饱和状态，即采用蒸发，结晶的联合操作以获得固体溶质。 ③? 除杂质，获得纯净的溶剂。 （2）蒸发的流程 1 概述 （3）加热蒸汽和二次蒸汽 蒸发需要不断的供给热能。工业上采用的热源通常为水蒸气，而蒸发的物料大多是水溶液，蒸发时产生的蒸汽也是水蒸气。为了区别，将加热的蒸汽称为加热蒸汽，而由溶液蒸发出来的蒸汽称之为二次蒸汽。 （4）分类 ① 按蒸发操作空间的压力可分为：常压，加压，或者减压（真空）蒸发。 ② 按二次蒸汽的利用情况可以分为单效蒸发和多效蒸发。 2 单效蒸发 单效蒸发是蒸发时二次蒸汽移除后不再利用，只是单台设备的蒸发 强制循环单效蒸发 2 单效蒸发 降膜单效蒸发 3 多效蒸发 多效蒸发就是是几个蒸发器连接起来操作，前一蒸发器内蒸发时所产生的二次蒸汽用作后一蒸发器的加热蒸汽。 加入生蒸汽的蒸发器称为第一效，利用第一效二次蒸汽加热的称为第二效，依此类推。产生循环利用，于多次重复利用了热能，显著地降低了热能耗用量，这样大大降低了成本，也增加了效率。 3.1多效蒸发蒸汽的经济性（利用率） 效数 单效 双效 三效 四效 五效 1.1 0.57 0.4 0.3 0.27 0.91 0.175 2.5 3.33 3.70 但实际上，由于热损失，温度差损失等原因，单位蒸汽消耗量不可能达到如此经济的程度，根据生产经验，最大的 （蒸发水量/蒸汽量）的值大致如下： 3.2 多效蒸发流程 多效蒸发操作蒸汽与物料的流向有多种组合，常见的有： 并流： 溶液与蒸汽的流向相同，称并流。 逆流： 溶液与蒸汽的流向相反，称逆流。 错流： 溶液与蒸汽在有些效间成并流，而在有些效间成逆流。 平流： 每一效都加入原料液的方法。 下面以三效为例加以说明： （1）并流流程（图7-14） 蒸汽流动方向： 1→2→3 溶液流动方向： 1→2→3 3.2 多效蒸发流程 （2）逆流流程图7-15 蒸汽流动方向： 3→2→1 溶液流动方向： 1→2→3 3.2 多效蒸发流程 （3）错流流程 溶液流向： 3→1→2或2→3→1 蒸汽流向： 1→2→3 优点：兼有逆流与并流的优点。 缺点：操作较复杂。 （4）平流流程图7-16 各效分别进料并分别出料，二次蒸汽多次利用，对易结晶的物料较合适（因为结晶体不便在效与效之间输送）。 4 蒸发设备 蒸发设备中包括蒸发器和辅助设备 4.1蒸发器 蒸发器主要由加热室和分离室组成。加热室有多种多样的形式，以适应各种生产工艺的不同要求。按照溶液在加热室中的运动的情况，可将蒸发器分为循环型和单程型（不循环）两类。 （1）循环型蒸发器 特点：溶液在蒸发器中循环流动，因而可以提高传热效果。由于 引起循环运动的原因不同。有分为自然循环型和强制循环 型两类。 自然循环：由于溶液受热程度不同产生密度差引起。 强制循环：用泵迫使溶液沿一定方向流动。 （1）循环型蒸发器 ① 垂直短管式 （1）循环型蒸发器 ② 外管式蒸发室器 （1）循环型蒸发器 ③ 循环蒸发器 图为多效蒸发和结晶流程 （2）单程型蒸发器 ① 升膜式蒸发器 适用于：蒸发量大（较稀的溶液）， 热敏性及易起泡的溶液。 不适用于：高粘度，易结晶、 结垢的溶液。 （2）单程型蒸发器 ② 降膜式蒸发器 适用于：粘度大的物料； 不适用于：易结晶的物料，固形成 均匀的液膜较难，不高。 （2）单程型蒸发器